CN218969945U - 一种海洋漂浮塑料收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海洋漂浮塑料收集装置，包括收集机构、浮力机构、推进机构、排水箱和电池盒，推进机构安装于排水箱外壁上，收集机构包括收集筒、升降机构、第一支撑柱、伸缩套筒和衔接环，收集筒底部密封于排水箱顶部上，电池盒位于收集筒的正上方，电池盒通过第一支撑柱安装于收集桶的正上方，伸缩套筒套装于收集筒上，伸缩套筒底部固定于排水箱顶部上，伸缩套筒的顶部与衔接环连接，升降机构分别与排水箱和衔接环连接，浮力机构包括浮条、气囊、气管和气泵，浮条围设于电池盒外壁上，气泵安装于电池盒内，气囊固定于排水箱内，气管分别与气泵和气囊连接。该装置结构简单，使用方便，稳定性好，机动性高，提高了海洋漂浮塑料的收集效率。

Description

一种海洋漂浮塑料收集装置

技术领域

本实用新型涉及海域环保装置技术领域，具体涉及一种海洋漂浮塑料收集装置。

背景技术

目前，国内的海域漂浮塑料清理的主要方式为人工打捞和机械清理。人工打捞具有劳动强度大，风险性高、清洁速度低的不足。机械清理的方式又根据其收集原理的不同分为三类：水面垃圾清理船、水上自吸式垃圾桶和水上智能清污机器。

水面垃圾清理船是通过拉升液压缸驱动摆动件，从而使得收集装置相对于船体向前或向后运动，再通过顶升液压缸调节收集装置调节收集装置入水的深度或翘起的坡度，从而完成漂浮物的收集和卸载。这种清理装置结构复杂、维护成本高、清洁效率较低、能耗高，且未实现无人化、智能化。

水上自吸式垃圾桶是将垃圾桶底端与岸边连接固定，再利用水的张力原理，通过维持桶内外的液面差，实现自动强吸附上下流域共50米内的水面漂浮物、落叶、塑料瓶等垃圾的功能，并进行垃圾满溢提醒，实现无人化。这类装置结构简单，制作成本低，但是由于需要持续维持桶内外的液面差，其能耗较高，此外其清洁效率较低、灵活性差。

水上智能清污机器可通过摄像头自动识别水上漂浮物的位置，运动到漂浮物所在位置，通过传送带运输至内部收集仓中，实现智能化。这类智能的清污机器基本实现了水面漂浮物收集的无人化和智能化，但其不足在于成本较高和清洁效率较低。

由此可见，国内已有的海域漂浮塑料清理装置具有结构复杂、清洁效率低、能耗高、灵活性较差、抗风浪性能较弱和环境适应性不理想等缺陷。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种海洋漂浮塑料收集装置，该装置结构简单，使用方便，稳定性好，机动性高，提高了海洋漂浮塑料的收集效率。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种海洋漂浮塑料收集装置，还包括收集机构、浮力机构、推进机构、排水箱和电池盒；

排水箱的顶部和底部均设有排水孔，推进机构有一对，两推进机构对称安装于排水箱的外侧壁上；

收集机构包括收集筒、升降机构、第一支撑柱、伸缩套筒和衔接环，收集筒的顶部和底部均开口，收集筒底部密封于排水箱顶部上，电池盒位于收集筒的正上方，第一支撑柱有多根，多根第一支撑柱均匀分布于排水箱和电池盒之间，各根第一支撑柱的上端与电池盒底部连接，各根第一支撑柱的下端与排水箱顶部连接，伸缩套筒套装于收集筒上，伸缩套筒底部固定于排水箱顶部上，伸缩套筒的顶部与衔接环连接，升降机构有多个，多个升降机构均匀分布于伸缩套筒外，各升降机构的升降端与衔接环连接，各升降机构的固定端与排水箱顶部连接；

浮力机构包括浮条、气囊、气管和气泵，浮条围设于电池盒外壁上，气泵安装于电池盒内，气囊固定于排水箱内，气管的一端与气泵连接，另一端与气囊连接。

还包括位姿调整机构，位姿调整机构包括九轴姿态传感器和四个螺旋电机，九轴姿态传感器固定于电机盒内，排水箱呈圆形，四个螺旋电机沿着排水箱的圆周方向均匀分布，四个螺旋电机分别固定于排水箱外壁底部上，四个螺旋电机的输出轴分别套设有螺旋桨，九轴姿态传感器分别与四个螺旋电机电连接。

所述的浮力机构还包括第二支撑柱和液位传感器，第二支撑柱有一对，两第二支撑柱分布于排水箱顶部和电池盒之间，两第二支撑柱的上端与排水箱顶部连接，两第二支撑柱的下端与电池盒底部连接，液位传感器固定于其中一个第二支撑柱上，液位传感器分别与气泵和电动推杆电连接。

所述的第一支撑柱呈中空状，气管贯穿其中的一根第一支撑柱。

所述的升降机构为电动推杆，各电动推杆的固定座与排水箱顶部连接，各电动推杆的推杆与衔接环连接。

所述的推进机构为推进器。

所述的电池盒呈圆盘状，电池盒的顶部开口，电池盒顶部盖合有顶盖。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：

1、该装置基于虹吸原理，使用可伸缩的伸缩套筒实现人工漩涡水位差的功能，减小了漂浮物形状和尺寸对收集效率的影响，增加了海面塑料漂浮物的清理和收集效率。

2、该装置采用了水下旋翼结构，结合水下涵道推进器作为装置的动力系统，实时监测调节装置姿态和运动，提高了装置的机动性，增加装置在恶劣环境下运动时的稳定性，大幅度提高了装置的灵活性和对环境的适应性。

附图说明

图1为海洋漂浮塑料收集装置的结构示意图。

图2为图1中的主视图。

图3为图2中A-A向的剖视图。

图4为图1中仰视图。

其中，1-电池盒、2-顶盖、3-排水箱、4-收集筒、5-电动推杆、6-第一支撑柱、7-伸缩套筒、8-衔接环、9-浮条、10-气囊、11-气泵、12-第二支撑柱、13-液位传感器、14螺旋电机、15-螺旋桨、16-排水孔、17-推进器。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例提供的海洋漂浮塑料收集装置的结构如图1-4所示，包括收集机构、浮力机构、推进器17、排水箱3和电池盒1。

电池盒1呈圆盘状，电池盒1的顶部开口，电池盒1顶部盖合有顶盖2。电池盒1位于收集筒4的正上方，电池盒1的作用是安装电池和电元器件，电池盒1在整个装置的顶部，避免了电池和电元器件浸泡在水中，提高了电池和电元器件的使用寿命。

排水箱3呈圆形，排水箱3的顶部和底部均设有排水孔16，排水箱3一方面用于安装气囊，另一方面用于排出收集筒中的水。

收集机构包括收集筒4、电动推杆5、第一支撑柱6、伸缩套筒7和衔接环8。收集筒4的顶部和底部均开口，收集筒4底部密封于排水箱3顶部上。第一支撑柱6呈中空状，第一支撑柱6做成中空样式，有利于气管与导线的连接。第一支撑柱6有一对，两第一支撑柱6对称分布于排水箱3和电池盒1之间，两第一支撑柱6的上端与电池盒1底部连接，两第一支撑柱6的下端与排水箱3顶部连接。

伸缩套筒7套装于收集筒4上，伸缩套筒7底部固定于排水箱3顶部上，伸缩套筒7的顶部与衔接环8连接。电动推杆5有一对，两电动推杆5对称分布于伸缩套筒7外，两电动推杆5的固定座与排水箱3顶部连接，两电动推杆5的推杆与衔接环8连接。伸缩套筒7采用风琴防护罩样式的伸缩套，既有密封效果，又能实现制造人工漩涡的水位差的功能，相比一般的人工漩涡吸入方式，这种设计有效避免了漂浮塑料的流出，同时有足够的时间将箱体内的水排出。

浮力机构包括浮条9、气囊10、气管、气泵11、第二支撑柱12和液位传感器13，第二支撑柱12有一对。浮条9呈圆环状，浮条9围设于电池盒1外壁上。气泵11安装于电池盒1内，气囊10位于排水箱3内，气囊10与排水箱3顶部固定连接，气管贯穿其中的一个第一支撑柱6，气管的一端与气泵11连接，另一端与气囊10连接。两第二支撑柱12对称分布于排水箱3顶部和电池盒1之间，两第二支撑柱12的上端与排水箱3顶部连接，两第二支撑柱12的下端与电池盒1底部连接。第一支撑柱6和第二支撑柱12呈方形分布，两第一支撑柱6正相对，两第二支撑柱12正相对。液位传感器13固定于其中一个第二支撑柱12上，液位传感器13分别与气囊10和电动推杆5电连接。当收集筒4内部水量过多时，在浮条9的浮力作用下，电池盒1以上部分保持在海面上，气囊10有足够的时间充气以控制装置的浮力，避免装置沉入水中，相较于一般潜水艇的平衡控制方式，该方式具有更稳定的特性，更适用于海面的恶劣环境。

推进器17有一对，两推进器17对称安装于排水箱3的外侧壁上。

位姿调整机构包括九轴姿态传感器和四个螺旋电机14，九轴姿态传感器固定于电机盒1内。四个螺旋电机14沿着排水箱3的圆周方向均匀分布，四个螺旋电机14分别固定于排水箱3外壁底部上，四个螺旋电机14的输出轴分别套设有螺旋桨15，九轴姿态传感器分别与四个螺旋电机14电连接。当装置运动过程中遇到较大的风浪导致装置姿态过度倾斜等问题时，通过九轴姿态传感器实时监测装置的姿态，控制螺旋电机14的转速产生升力来调整装置的姿态问题。采用位姿调整机构，在增加装置稳定性的同时提高了装置的环境适应性，相较于现有的收集塑料漂浮物的装置，该装置的抗风浪性格更好。

上述的海洋漂浮塑料收集装置的工作原理如下：

通过推进器17使装置在海域中行驶，同时保证衔接环8顶部高度略高于海域水面高度(高于海域水面高度3-4cm)。当检查在装置附近有塑料漂浮物时，启动电动推杆5，电动推杆5的推杆向下移动，带动伸缩套筒7和衔接环8向下移动，当衔接环8顶部高度低于海域液面高度(低于海域水面高度2-3cm)时，关闭电动推杆5，此时塑料漂浮物随着水流进入收集筒4内。当液位传感器13感应在收集筒4内的水位达到警戒水位时，电动推杆5启动，电动推杆5的推杆向上移动，带动伸缩套筒7和衔接环8向上移动，直至衔接环8顶部高度略高于海域水面高度(高于海域水面高度3-4cm)，电动推杆关闭，与此同时，气泵11开始工作，向气囊10内充气，利用浮力使装置上浮。进入收集筒4内的水可通过排水孔16进入排水箱3后流入海域中，通过排水的设计也可使装置上浮，同时塑料漂浮物留在收集箱中。

上述的操作完成了一次塑料漂浮物的收集，如此循环，可多次进行塑料漂浮物的收集。

Claims (7)

1.一种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：包括收集机构、浮力机构、推进机构、排水箱和电池盒；

排水箱的顶部和底部均设有排水孔，推进机构有一对，两推进机构对称安装于排水箱的外侧壁上；

收集机构包括收集筒、升降机构、第一支撑柱、伸缩套筒和衔接环，收集筒的顶部和底部均开口，收集筒底部密封于排水箱顶部上，电池盒位于收集筒的正上方，第一支撑柱有多根，多根第一支撑柱均匀分布于排水箱和电池盒之间，各根第一支撑柱的上端与电池盒底部连接，各根第一支撑柱的下端与排水箱顶部连接，伸缩套筒套装于收集筒上，伸缩套筒底部固定于排水箱顶部上，伸缩套筒的顶部与衔接环连接，升降机构有多个，多个升降机构均匀分布于伸缩套筒外，各升降机构的升降端与衔接环连接，各升降机构的固定端与排水箱顶部连接；

浮力机构包括浮条、气囊、气管和气泵，浮条围设于电池盒外壁上，气泵安装于电池盒内，气囊固定于排水箱内，气管的一端与气泵连接，另一端与气囊连接。

2.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：还包括位姿调整机构，位姿调整机构包括九轴姿态传感器和四个螺旋电机，九轴姿态传感器固定于电机盒内，排水箱呈圆形，四个螺旋电机沿着排水箱的圆周方向均匀分布，四个螺旋电机分别固定于排水箱外壁底部上，四个螺旋电机的输出轴分别套设有螺旋桨，九轴姿态传感器分别与四个螺旋电机电连接。

3.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：所述的浮力机构还包括第二支撑柱和液位传感器，第二支撑柱有一对，两第二支撑柱分布于排水箱顶部和电池盒之间，两第二支撑柱的上端与排水箱顶部连接，两第二支撑柱的下端与电池盒底部连接，液位传感器固定于其中一个第二支撑柱上，液位传感器分别与气泵和电动推杆电连接。

4.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：所述的第一支撑柱呈中空状，气管贯穿其中的一根第一支撑柱。

5.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：所述的升降机构为电动推杆，各电动推杆的固定座与排水箱顶部连接，各电动推杆的推杆与衔接环连接。

6.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：所述的推进机构为推进器。

7.根据权利要求1所述的种海洋漂浮塑料收集装置，其特征在于：所述的电池盒呈圆盘状，电池盒的顶部开口，电池盒顶部盖合有顶盖。

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